nanotechnológiában

Nanotechnológia a 1–100 nanométeres méretű rendszerek tanulmányozását és alkalmazását jelenti. A nanoméret jellegzetes fizikai és kémiai tulajdonságokat hoz felszínre, például megnövekedett felület-tömeg arányt, kvantumhatásokat és módosított mechanikai tulajdonságokat. A terület magában foglalja a nanoszerkezetek megértését, tervezését és gyártását, és áthidalja a tudományos és mérnöki megközelítések közötti szakadékot.

Két alapközelítés létezik: top-down és bottom-up. A top-down megközelítés nagyobb struktúrákból készít kisebb tárgyakat litográfiával, kontrollált feldolgozással és finom megmunkálással. A bottom-up megközelítés molekulákat vagy nanopartikákat épít fel önszerveződéssel, kémiai szintézissel vagy kolloidális módszerekkel. Anyagok közé tartoznak a grafén és szén nanotűk, fém- és fém-oxid nanorészecskék, kvantumpontok, valamint különféle nanoporózus és polimeres nanomateriai.

Alkalmazások széles spektrumúak: gyógyászatban célzott gyógyszeradagolás és képalkotás; elektronikai és optikai komponensek, szenzorok és memóriafejlesztések; energia- és katalitikai megoldások, például hatékonyabb katalizátorok és akkumulátorok; környezetvédelmi technológiák, víztisztítás és fenntartható anyagok fejlesztése.

A nanotechnológia története a 20. század végére tehető; Feynman 1959-es előadása és későbbi kísérleti eredmények jelölték ki az irányt. Kockázatok közé tartozik a nanoszemcsék toxikológiai és környezeti hatása, valamint a biztonságos fejlesztés és a szabályozás szükségessége. A standardizáció és életciklus-elemzések segítik a megbízható és felelős termékfejlesztést.